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Destilação, o que é, tipos, história e aplicações

Retorta de destilação

Destilação tipos história aplicações o que é? A destilação é um dos processos de separação de misturas homogêneas que ocorre através da ebulição. Dessa forma, o líquido é vaporizado e depois condensado. Assim, as misturas que serão separadas apresentam diferentes pontos de ebulição.

Em outras palavras, a destilação é um processo físico-químico de separação de misturas que ocorre através do aquecimento e resfriamento das misturas. Ao aquecer a mistura ocorre a formação de gases daquela substância que possui menor ponto de ebulição; ou seja, a mais volátil evapora primeiro.

Tipos de destilação

Destilação simples

Separação de uma mistura homogênea de sólido e líquido, por exemplo, a água (H2O) do sal (NaCl). Como ocorre a destilação simples? Evapora-se a água por aquecimento, o vapor atravessa o condensador então formam-se gotículas que são recolhidas em recipiente. Por conseguinte, retém-se o sal no balão de destilação.

Esquema de uma destilação simples

Destilação fracionada

É separação de uma mistura homogênea de líquido com líquido, por exemplo, água e álcool (O ponto de ebulição da água é 100°C e do álcool etílico 78°C). Em princípio, recomenda-se essa destilação para misturas que apresentam pontos de ebulição muito próximos. Diferente do processo de destilação simples, em usamos, neste caso, coluna de fracionamento.

Esquema de destilação fracionada

A destilação por arrastamento de vapor

É um processo muito parecido com a destilação simples mas recomenda-se o seu uso para substâncias de alto ponto de ebulição. A princípio, essas substâncias quando aquecidas decompõem-se.  Então, vaporizam-se os materiais por arrastamento dos vapores da água.  Dessa forma, utiliza-se o arraste de vapor  para extrair e separar componentes líquidos a partir de matrizes sólidas. Por exemplo, extração de óleos essenciais a partir de folhas ou outras partes de plantas.

Quando usar uma destilação? Que tipo de destilação?

  1. Usa-se uma destilação simples para separar os componentes da mistura composta por dois líquidos miscíveis. Eles líquidos devem ter pontos de ebulição inferiores a 150 oC e distantes mais de 25 oC, ou quando as impurezas são não voláteis.
  2. Usa-se uma destilação a vácuo para separar componentes do mesmo tipo do caso anterior, mas em que a temperatura de ebulição dos componentes seja superior a 150 oC à pressão de 1 atm.
  3. A destilação fraccionada serve para separar líquidos miscíveis com temperaturas de ebulição inferiores a 25 oC, a pressão de 1 atm.
  4. O arrastamento de vapor (hidrodestilação) serve para óleos e outros líquidos insolúveis ou pouco solúveis em água.

História da destilação

Os primeiros tipos de destilação eram conhecidos pelos babilônios na Mesopotâmia (no que hoje é o Iraque) desde pelo menos o segundo milênio aC.  Escavações arqueológicas no noroeste do Paquistão forneceram evidências de que a destilação do álcool já era usada no subcontinente indiano desde 500 aC, mas só se tornou comum entre 150 aC – 350 dC.  Então, tribos primitivas da Índia usavam um método de destilação para a produção de licor Mahuda. 

Mais tarde, os alquimistas helenísticos do século 1 dC usavam a destilação e desenvolveram posteriormente aparelhos de destilação em grande escala. De acordo com KB Hoffmann, a primeira menção de “destillatio per descensum” ocorre nos escritos de Aécio, um médico bizantino da Mesopotâmia durante os séculos V-VI. No Egito, acredita-se que a filósofa Hipácia de Alexandria inventou um antigo aparelho de destilação. Então,  a primeira descrição clara dos primeiros aparelhos de destilação foi dada pelo alquimista egípcio Zósimo de Panópolis no século IV.

Sistema de destilação na idade média

Atribui-se a invenção da “destilação pura” altamente eficaz aos químicos árabes e persas no Oriente Médio a partir do século VIII. Eles produziram processos de destilação para isolar e purificar substâncias químicas para fins industriais, como isolar ésteres naturais (perfumes) e obter álcool puro. O primeiro entre eles foi Jabir ibn Hayyan (Geber), no século VIII  com a invenção de vários aparelhos e processos químicos. Em particular, seu alambique foi o primeiro ainda com retortas que poderiam purificar totalmente os produtos químicos. Considera-se esse alambique como um precursor da destilaria do pote, e seu design serviu de inspiração para os destiladores modernos, principalmente de microescala, por exemplo, destilaria de Hickman.

O alquimista egípcio Zósimo de Panópolis fez a primeira descrição dos primeiros aparelhos de destilação

O químico árabe Al-Kindi (Alkindus) isolou pela primeira vez o etanol (álcool) puro por destilação. Por outro lado, no século IX o alquimista persa Muhammad ibn Zakarīya Rāzi (Rhazes) destilou o petróleo pela primeira vez para a produção de querosene. Por outro lado,  Avicena inventou a destilação a vapor  porno início do século XI para a produção de óleos essenciais.

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Introduziu-se a destilação na Europa medieval via traduções latinas de tratados químicos árabes no século XII.  Em 1500, o alquimista alemão Hieronymus Braunschweig publicou Liber de arte destillandi (O Livro da Arte da Destilação). Este é o primeiro livro dedicado exclusivamente à destilação e em 1512 publicou-se uma versão muito expandida. Em 1651, John French publicou The Art of Distillation o primeiro grande compêndio inglês de prática. Isso inclui diagramas com pessoas mostrando a operação em escala industrial, e não em bancada.

Modernidade da destilação

As primeiras formas de destilação eram processos em lote usando uma vaporização e uma condensação. A pureza foi melhorada por destilação adicional do condensado. Dessa forma, processou-se volumes maiores simplesmente repetindo a destilação. Então, químicos da época realizaram de 500 a 600 destilações para obter um composto puro.

No início do século 19, desenvolveu-se conceitos básicos de técnicas modernas, incluindo pré-aquecimento e refluxo, particularmente pelos franceses. Então em 1830 concedeu-se uma patente britânica a Aeneas Coffey para uma coluna de destilação de uísque. Em princípio, essa coluna funcionava continuamente e pode ser considerado o arquétipo das unidades petroquímicas modernas. Em 1877, Ernest Solvay recebeu uma patente nos Estados Unidos para uma coluna de bandeja para destilação de amônia e no mesmo ano e nos anos subsequentes viu o desenvolvimento deste tema para óleo e bebidas espirituosas.

Com o surgimento da engenharia química como disciplina no final do século 19, métodos científicos, em vez de serem empíricos, puderam ser aplicados. O desenvolvimento da indústria do petróleo no início do século 20 forneceu o ímpeto para o desenvolvimento de métodos de projeto precisos, como o método McCabe-Thiele e a equação de Fenske. A disponibilidade de computadores poderosos também permitiu a simulação direta de colunas de destilação por computador.

Aplicações da destilação

Usos científicos

Utiliza-se a destilação regularmente sobretudo em pesquisas químicas e farmacêuticas, testes de garantia de qualidade para muitos produtos de consumo e perícia forense.

Purificação da água

É uma destilação usada para aquelas situações em que a presença de minerais diminui a eficácia de certos equipamentos, por exemplo, ferros a vapor ou umidificadores de charutos. 

Bebidas alcoólicas

A destilação é usada para produzir uma variedade de bebidas alcoólicas, por exemplo, uísque, rum e conhaque. Durante a destilação, coleta-se também vários outros componentes, como água, ésteres e outros tipos de álcool. Esse componentes conferem as bebidas alcoólicas um sabor único.

Produtos de Petróleo

Vários produtos podem ser produzidos a partir do petróleo bruto. Por exemplo: gasolina, combustível diesel, óleo lubrificante, óleo combustível, cera de parafina e petroquímica

Perfume

Um dos primeiros usos da destilação foi a fabricação de perfume, que começou por volta de 3500 aC. O aroma de várias plantas e ervas  contém os óleos essenciais, que podem ser extraídos por destilação a arraste de vapor. 

Aromas Alimentares

Utiliza-se a destilação a vapor também para criar aromas alimentares naturais. Os mais comuns são óleos cítricos e extratos líquidos de várias ervas e especiarias.

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